JPH0773715B2 - 汚泥圧入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は汚泥の圧入を受ける機器
に対して汚泥を圧入する汚泥圧入装置に関し、特にある
程度まで脱水した脱水汚泥の圧入に有効な汚泥圧入装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】本発明の説明に先立って、本発明者らの
開発に係り本発明による汚泥圧入装置がきわめて効果的
に適用される汚泥油化装置について説明する。 【０００３】図２は上記汚泥油化装置のフローを示す説
明図であり、有機性汚泥１をまず脱水装置２たとえば遠
心分離機、ベルトプレス式脱水機などによりあらかじめ
脱水し、当該脱水汚泥３を圧入装置４により予熱器５に
供給する。なお、有機性汚泥にあまり多量の水分が含ま
れていると、後述する熱化学的反応において多量の熱量
を消費するので、当該脱水装置２で水分含有率８０％以
下に脱水することが望ましい。さらに、後述する熱化学
的反応において、有機性汚泥にアルカリ成分を共存させ
た方が反応が効率よく進むので、有機性汚泥にあらかじ
め炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、ギ酸ナトリウム、ギ
酸カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、石灰
などのアルカリ成分を添加することが好ましい。前述の
圧入装置４としては、例えば高圧スラリーポンプなどを
使用することができる。 【０００４】予熱器５は、後述する冷却器７によって熱
を与えられた熱媒体８を用いて脱水汚泥３を間接的に予
熱するもので、掻面式熱交換器の内部に脱水汚泥３を流
通させ、その外部から前記熱媒体８により熱を与えた
り、あるいは、いわゆる多管式熱交換器等を用い、管の
内部に脱水汚泥３を通流させ、管の外部から熱媒体８に
より熱を与えるものなどを用いることができる。 【０００５】予熱器５により予熱した脱水汚泥３を、次
いで反応器６に供給し、ここで有機性汚泥３を高温高圧
の条件下に熱化学的に反応させる。当該反応器６は、前
述した予熱器５と同じ掻面式熱交換器、あるいは、多管
式熱交換器を用い、後述する第１熱交換器２４により加
熱された熱媒体８により間接的に脱水汚泥３を加熱する
もので、通常２５０℃〜３５０℃の温度および当該温度
の水蒸気圧に相当する圧力、あるいは、それ以上の圧力
で反応させるものである。なお、脱水汚泥３は、予熱器
５内および反応器６による反応前および反応中において
は、まだ流動性の悪いスラリー状を呈しており、したが
って、多管式熱交換器を用いるより、掻面式熱交換器を
用いることが望ましい。また、図面では予熱器５と反応
器６を別々に設置しているが、予熱器５と反応器６を一
体物としても差し支えなく、脱水汚泥の流入側前半部を
予熱部とし、流出側後半部を反応部とすることもでき
る。 【０００６】このように有機性汚泥を高温高圧で処理す
ると、バイオマスが熱化学的に変成し、種々の可燃性液
体が生成すると同時に流動性が極めて良好なものに変化
する。次いで、反応器６を経た固形物と可燃性液体と水
との混合物スラリー９を加圧状態のまま冷却器７に供給
し、熱媒体８により間接的に冷却する。このようにして
冷却することにより熱が与えられた熱媒体８を前記予熱
器５の熱源として用いることにより、反応器６により与
えた熱を効果的に回収する。なお、冷却器７としては、
薄膜流下式熱交換器、満管熱交換器、掻面式熱交換器等
を用いることができるが、当該混合物スラリー９は、流
動性が極めて良好なので、熱効率の最もすぐれている薄
膜流下式熱交換器を用いることが望ましい。 【０００７】このようにして冷却した混合物スラリー９
を、次いで大気開放装置１０に供給し、加圧下の状態か
ら常圧下の状態とする。 【０００８】大気解放装置１０としては、例えば冷却器
７から混合物スラリー９を受ける受槽と、当該受槽の下
部に設けたレッドダウンバルブを用いることができる。 【０００９】大気開放装置１０によって送給される混合
物スラリー９を、続いて浮上分離槽１１に送給し、混合
物スラリー９中の可燃性液体から、特に水に浮く一部の
可燃性液体である油状物質１２を選択的に回収する。な
お、水に浮く一部の可燃性液体が液中の固形物に付着し
ている場合は、浮上分離槽１１に供給する前に撹拌する
とよい。なお、浮上分離槽１１としては、槽内に単に混
合物スラリー９をある時間滞留させ、浮上する油状物質
１２をスキマー等で掻き取るもの、あるいは、いわゆる
簡単な構造のオイルセパレータ等を用いることができ
る。浮上分離槽１１によって油状物質１２を除いた混合
物スラリー９を、次いで抽出槽１３に送り、後述する溶
剤回収装置２０で回収した溶剤１４を加え充分に撹拌
し、混合物スラリー９中の可燃性液体を抽出する。当該
抽出槽１３としては、混合物スラリー９と溶剤１４とを
必要かつ充分に接触できるものであればどのような型式
のものでもよく、混合物スラリー９と溶剤１４との混合
物を槽内で撹拌機で撹拌する簡単なものでも差し支えな
い。 【００１０】なお、用いる溶剤１４としては、混合物ス
ラリー９中の全ての可燃性液体を可及的に抽出可能で、
かつ、蒸発回収しやすいものが好ましく、通常はベンゼ
ン、トルエン、アセトン、塩化メチレン等を用いる。 【００１１】抽出槽１３からバッチ式に、あるいは、連
続的に得られる混合物１５を、次いで三相分離機１６に
送給し、ここで廃水１７と固形物１８と抽出物１９とに
分離する。当該三相分離機１６は、いわゆる遠心分離機
であって、比重の異なる廃水１７と固形物１８と抽出物
１９とをそれぞれ遠心作用によって分離するもので公知
のものを用いることができる。当該三相分離機１６によ
って得られる抽出物１９を、次いで溶剤回収装置２０に
送給し、ここで後述する第２熱交換器２５で加熱した熱
媒体８で間接的に加熱し、溶剤１４を蒸発させ、蒸発残
渣である可燃性液体２１を回収する。なお、図面では溶
剤回収装置２０から回収した溶剤１４を直接抽出槽１３
に供給しているが、実際は溶剤回収装置２０から得られ
る気体状の溶剤を冷却器（図示せず）で冷却液化し、液
状の溶剤１４として回収するものである。 【００１２】以上に述べた実施態様では、上述した浮上
分離槽１１、抽出槽１３、三相分離機１６、溶剤回収装
置２０等が反応物中の可燃性液体を回収する装置に相当
するが、特にこれらの組み合わせに限定されることな
く、要は反応物中から可燃性液体を効果的に回収できる
ものであればどんなものでもよい。 【００１３】２２は加熱炉であって、溶剤回収装置２０
から回収した可燃性液体２１、あるいは、浮上分離槽１
１から回収した油状物質１２を燃料として用いるもの
で、これらの燃料を燃焼させることにより得られる熱風
２３を、第１熱交換器２４に供給して、前記反応器６に
用いる熱媒体８を加熱し、次いで当該熱風２３を続いて
第２熱交換器２５に供給して、前記溶剤回収装置２０で
用いる熱媒体８を加熱する。なお、２６は排ガスであ
り、２７は燃焼用空気、２８は燃焼灰を示す。 【００１４】なお、図２に示したフローにおいて大気開
放装置１０から得られる混合物スラリー９を浮上分離槽
１１に供給し、あらかじめ油状物質１２を選択的に回収
しているが、本工程を省略し、大気開放装置１０から得
られる混合物スラリー９を直接抽出槽１３に供給し、存
在する可燃性液体の全てを抽出しても差し支えない。な
お、このように油状物質１２の回収工程を省略すると、
溶剤１４の使用量が若干増加するとともに、溶剤回収装
置２０から得られる可燃性液体２１中には前述の油状物
質１２も含まれることとなる。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】前述した汚泥油化装置
における汚泥の圧入装置４としては、高圧スラリーポン
プの使用が考えられるが、汚泥は脱水装置２によりある
程度まで脱水されて脱水汚泥３になっているので、これ
を次工程の予熱器５へ供給するには、かなりの高圧下に
て脱水汚泥を送出しなければならない。したがって、本
発明の目的は、このような脱水汚泥を高圧下で次工程機
器へ圧入することができる汚泥圧入装置を提供すること
にある。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による汚泥圧入装置は、汚泥貯槽、汚泥供給
ポンプ、第１の開閉弁、第２の開閉弁および汚泥の圧入
を受ける機器を直列に配管接続し、ピストンを内蔵する
シリンダのピストン下部側を上記第１および第２の開閉
弁間に配管接続し、さらに、上記シリンダのピストン上
部側を並列に配設した高圧ポンプおよび第３の開閉弁を
介して液面計を有する作動液槽に配管接続してなり、上
記汚泥供給ポンプおよび高圧ポンプの駆動操作と上記第
１、２および３の開閉弁の開閉操作とにより上記機器へ
の汚泥圧入を行なうにしたことを特徴とするものであ
る。 【００１７】 【実施例】以下に本発明の実施例について、その作用と
ともに図面を参照して詳細に説明する。 【００１８】図１は本発明の一実施例を示すもので、図
２に示す本発明者らの開発に係る汚泥油化装置におい
て、脱水汚泥３を該汚泥の圧入を受ける機器である予熱
器５へ圧入するのに用いられる。 【００１９】脱水汚泥３の貯槽、供給用ポンプ４２、弁
４０、弁４３および予熱器５は直列に配設される。な
お、３８は脱水汚泥供給管、３９は脱水汚泥排出管であ
る。 【００２０】ピストン３２を内蔵したシリンダ３３のピ
ストン下部側は、第１の開閉弁である弁４０および第２
の開閉弁である弁４３間の脱水汚泥供給管３８に配管接
続されている。また、同じく、シリンダ３３のピストン
上部側は、並列に配設された高圧ポンプである往復動ポ
ンプ３６および第３の開閉弁である弁４１を介して作動
液槽３５に配管接続されている。 【００２１】作動液槽３５の上部および下部には、それ
ぞれ液面計３４Ａおよび３４Ｂが設けられている。 【００２２】図１に示した汚泥圧入装置４の操作は、ま
ず図に示した如くピストン３２の上方部に作動液、たと
えば水を満たした状態で弁４０、４１を開口して供給ポ
ンプ４２を駆動して脱水汚泥３を供給管３８からシリン
ダ３３の下方部から流入させる。当該流入に伴いピスト
ン３２が上昇し、かつピストン３２の上部の水は配管３
７、弁４１を介して作動液槽３５内に流入する。当該作
動液槽３５内の水位は供給した脱水汚泥３の容量に応じ
て上昇するので、当該水位が液面計３４Ａに達した点で
脱水汚泥３の供給を止める。次いで弁４１、４０を閉じ
往復動ポンプ３６を駆動して、作動液槽３５内の水を圧
入し、ピストン３２を介してシリンダ３３内を加圧す
る。次いでシリンダ３３内の圧力を十分に高めた後、弁
４３を開口しシリンダ３３内の脱水汚泥３を水およびピ
ストン３２を介して圧入する。当該圧入に伴いピストン
３２が下降しシリンダ内の脱水汚泥３は予熱器５に供給
される。なお作動液槽内の水位が液面計３４Ｂに達した
点で圧入を止め、前述した操作を繰り返す。 【００２３】 【発明の効果】本発明の汚泥圧入装置によれば、圧入す
べき機器に対して高圧で汚泥を供給することができ、か
つ本装置は、製造コストも安価であり操作が簡単で自動
制御も容易であるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の汚泥圧入装置のフローを示す説明図。 【図２】本発明による汚泥圧入装置が効果的に適用でき
る汚泥油化装置のフローを示す説明図。 １…有機性汚泥 ２…脱水装置 ３…脱水汚泥 ４…圧入装置 ５…予熱器 ６…反応器 ７…冷却器 ８…熱媒体 ９…混合物スラリー １０…大気開放装置 １１…浮上分離槽 １２…油状物質 １３…抽出槽 １４…溶剤 １５…混合物 １６…三相分離機 １７…廃水 １８…固形物 １９…抽出物 ２０…溶剤回収装置 ２１…可燃性液体 ２２…加熱炉 ２３…熱風 ２４…第１熱交換器 ２５…第２熱交換器 ２６…排ガス ２７…燃焼用空気 ２８…燃焼灰 ２９…固液分離機 ３０…混合溶液 ３１…抽出装置 ３２…ピストン ３３…シリンダ ３４…液面計 ３５…作動液槽 ３６…往復動ポンプ ３７…配管 ３８…供給管 ３９…排出管 ４０、４１…弁 ４２…供給ポンプ ４３…弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】 汚泥貯槽、汚泥供給ポンプ、第１の開閉弁、第
   ２の開閉弁および汚泥の圧入を受ける機器を直列に配管
   接続し、ピストンを内蔵するシリンダのピストン下部側
   を上記第１および第２の開閉弁間に配管接続し、さら
   に、上記シリンダのピストン上部側を並列に配設した高
   圧ポンプおよび第３の開閉弁を介して液面計を有する作
   動液槽に配管接続してなり、上記汚泥供給ポンプおよび
   高圧ポンプの駆動操作と上記第１、２および３の開閉弁
   の開閉操作とにより上記機器への汚泥圧入を行なうよう
   にしたことを特徴とする汚泥圧入装置。